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EPP 材料在重型汽車(chē)上的應(yīng)用

EPP 材料介紹

EPP(Expanded polypropylene)聚丙烯塑料發(fā)泡材料，是一種性能卓越的高結(jié)晶型聚合物/氣體復(fù)合材料。EPP制品具有十分優(yōu)異的抗震吸能性能，形變后回復(fù)率高，還具有很好的耐熱性、耐化學(xué)品、耐油性和隔熱性。EPP制品母粒是一種經(jīng)發(fā)泡后的聚丙烯顆粒，由固體和氣體兩個(gè)相組成，呈黑色、粉紅色或白色的顆粒狀，直徑一般在φ2～7mm之間。EPP顆粒的外壁是閉合的，內(nèi)部充滿了CO2氣體。通常，其固相成分只占總重量的2%～10%，其余部分均為氣體，因此制成成品件的密度較小，根據(jù)孔隙的分布其密度可調(diào)整，一般約為水密度的十分之一到二十分之一，可根據(jù)產(chǎn)品用途，選擇不同的密度。EPP還是一種環(huán)保材料，不僅可回收再利用，而且可以自然降解，不會(huì)造成白色污染。EPP產(chǎn)品還具有絕緣、耐高低溫性能好(-40～130℃)、無(wú)毒無(wú)味、不吸水和具有一定的強(qiáng)度（彎曲強(qiáng)度714kPa） 等特點(diǎn)，是一種新型抗壓緩沖泡沫塑料，廣泛應(yīng)用于包裝、家具、汽車(chē)及建筑等領(lǐng)域。

EPP 在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用

基于EPP特點(diǎn)，EPP 非常適合汽車(chē)對(duì)安全、環(huán)保和減輕重量等方面的需求。因此，自問(wèn)世以來(lái)，EPP便迅速在汽車(chē)制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)外的乘用車(chē)型大都已采用EPP材料作為緩沖吸能部件，如后備箱備胎中的嵌裝隨車(chē)工具的泡沫塊，還有保險(xiǎn)杠后的緩沖塊、側(cè)護(hù)板、門(mén)內(nèi)板吸能保護(hù)墊、座墊內(nèi)芯、枕芯、遮陽(yáng)板、工具箱等等。

圖 1為EPP在汽車(chē)上的典型應(yīng)用。目前，在汽車(chē)制造業(yè)中，大多使用的是由多種材料制成的不同組件組合而成的成型產(chǎn)品。在對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行回收利用時(shí)，必須將各個(gè)組成部分分開(kāi)，非常麻煩。隨著全球?qū)U棄汽車(chē)回收利用呼聲的日益高漲，減少原材料的種類(lèi)，以使回收過(guò)程簡(jiǎn)化，“材料一體化系統(tǒng)”已為眾多汽車(chē)廠商所推崇。由于聚丙烯材料在汽車(chē)中的應(yīng)用十分廣泛，因此“EPP-PP 組件”受到的重視程度日益增加。EPP與其他材料發(fā)泡料的對(duì)比參見(jiàn)表。

EPP 在重型汽車(chē)上的應(yīng)用

為了滿足商用車(chē)駕乘人員長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中休息的需要，在駕駛室內(nèi)通常安裝臥鋪，傳統(tǒng)的下鋪一般是在鋼板焊接工具箱上放一軟墊，其重量較大，另外隔熱、隔音效果也不夠理想。選擇采用EPP材料來(lái)制造臥鋪工具箱，較好地解決了上述問(wèn)題。圖2為原鐵質(zhì)工具箱臥鋪示意圖。

EPP材料一般用在受力很小或不受力的產(chǎn)品上，作為結(jié)構(gòu)件的使用較少。用為臥鋪支撐，需承受人體的坐、臥等沖擊，受力較大，強(qiáng)度必須滿足要求。低密度的EPP材料雖然優(yōu)點(diǎn)很多，但強(qiáng)度不高，因此必須選擇密度較大的EPP材料，并對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行了反復(fù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證完全能滿足使用要求，EPP工具箱總成參見(jiàn)圖3。

整個(gè)臥鋪分成了5個(gè)部分（左盒體、中盒體、右盒體、蓋板、臥鋪軟墊），中盒體壓住左、右盒體，使其不能上翻；采用了曲面、加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)形式，增加強(qiáng)度和剛度。EPP工具箱臥鋪在滿足休息功能的同時(shí)，下部還有多處分隔的空間，可用來(lái)放置工具及各類(lèi)隨車(chē)物品，有效儲(chǔ)物空間相比原工具箱顯著增大。圖4為EPP工具箱臥鋪零件組成。

與原結(jié)構(gòu)工具箱臥鋪相比，EPP結(jié)構(gòu)工具箱臥鋪具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①質(zhì)量輕

原工具箱臥鋪結(jié)構(gòu)是鋼板沖壓 +膠合木板裝配而成，質(zhì)量較大，采用EPP 材料后，整個(gè)工具箱的重量比原工具箱降低了約 10kg，有效降低了整車(chē)重量，另外在成本上也有所降低。

②制造工序少

原工具箱臥鋪是鋼板+膠合木板裝配而成，鋼質(zhì)材料需下料、落料、成型、焊接、噴漆；膠合木板需下料、鉆孔修邊、噴漆、裝配，工藝復(fù)雜。現(xiàn)工藝采用模具一次發(fā)泡成型，工藝過(guò)程得到簡(jiǎn)化。

③隔熱、隔音性能好

一般商用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率都比較大，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱輻射及噪聲也是一個(gè)很大的問(wèn)題，EPP制品的獨(dú)立泡孔結(jié)構(gòu)，具有低的熱傳導(dǎo)率和優(yōu)異的隔音效果。EPP工具箱臥鋪正好是在發(fā)動(dòng)機(jī)的上面，能有效地隔離發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量、噪音進(jìn)入駕駛室內(nèi)部，相比金屬工具箱有效減小了空腔噪聲。

④吸能減震好

一般商用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率都較大，人在駕駛室總感覺(jué)到明顯的震動(dòng)，由于EPP制品具有特殊的泡孔結(jié)構(gòu)，其通過(guò)泡孔中的氣體滯流和壓縮作用來(lái)吸收逸散能量，具有優(yōu)異的抗壓吸能性能。人躺在上面感覺(jué)更加舒適、自在。

⑤具有良好的表面保護(hù)性

EPP工具箱臥鋪是半硬質(zhì)成形件，具有適度的硬度、柔軟性，不會(huì)擦傷、碰傷與其接觸的物體，具有較好的表面保護(hù)性，對(duì)人也是一種很好的保護(hù)。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)EPP材料在重型汽車(chē)駕駛室臥鋪工具箱上的應(yīng)用，拓展了EPP材料的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)卡車(chē)駕駛室的輕量化不失為有益的探索。可以預(yù)見(jiàn)，EPP材料在汽車(chē)上的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。